第十三章羧酸及其羧酸衍生物二课件.ppt
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1、第十三章羧酸及其羧酸衍生物二1第1页,此课件共42页哦第十三章第十三章 羧酸衍生物羧酸衍生物13-7 羧酸衍生物羧酸衍生物138 油脂和合成洗涤剂油脂和合成洗涤剂第2页,此课件共42页哦 羧酸分子中羧酸分子中羧基羧基上的上的羟基羟基被其它被其它原子原子或或原子团原子团取代后生成的化合物叫取代后生成的化合物叫羧酸衍生物羧酸衍生物。通式:通式:RCLO=R-C-酰基酰基O=酰卤酰卤 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺R-C-X R-C-O-C-R R-C-OR/R-C-NH2O=O=O=O=O=一、羧酸衍生物的命名一、羧酸衍生物的命名酰卤酰卤 由相应酸的由相应酸的酰基酰基和和卤素卤素组成。组成。乙酰氯乙酰氯
2、对甲氧基苯甲酰氯对甲氧基苯甲酰氯苯甲酰溴苯甲酰溴13-1 羧酸衍生物羧酸衍生物 可作为酰基的卤可作为酰基的卤化物,在酰基后加化物,在酰基后加卤素的名称。卤素的名称。2-溴丁酰溴溴丁酰溴p-CH3OC6H4COClCH3-C-ClO=-C-BrO=CH3CH2CH-C-Br=OBr第3页,此课件共42页哦酰胺酰胺 由相应酸的由相应酸的酰基酰基和和“胺胺”组成它的名称。若组成它的名称。若氮上氮上有有 取代基取代基,在基名称前加,在基名称前加N 标出。标出。CH3-C-NH2 -CONH2 CH2(CONH2)2O=-CONH2-CONH2NH-C-CO=O=-CONH2 CH3-C-NHCH2CH
3、3 O=H-C-NCH3CH3O=乙酰胺乙酰胺环己烷甲酰胺环己烷甲酰胺丙二酰胺丙二酰胺苯甲酰胺苯甲酰胺N-乙基乙酰胺乙基乙酰胺N,N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰胺邻苯二甲酰胺第4页,此课件共42页哦 二分子二分子不同不同一元羧酸一元羧酸所得的所得的酐酐叫叫混酐混酐。命名时,命名时,简单简单或或低级酸低级酸在前,在前,复杂复杂或或高级酸高级酸在后,再加上在后,再加上“酐酐”字。字。O-C-CO=O=OO=O=CH3-CCH3-COO=O=(-CO)2OHCOOCOCH3CH3COOCOCH2CH3酸酐:酸酐:二分子二分子相同相同一元酸一元酸所得的所得的酐酐叫叫
4、单酐单酐。命名在。命名在酸酸字后加字后加“酐酐”字。字。乙酸酐乙酸酐丁二酸酐丁二酸酐苯甲酸酐苯甲酸酐邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐甲乙酐甲乙酐乙丙酐乙丙酐 环酐环酐:在:在二元酸二元酸的名称后加的名称后加酐酐字。字。第5页,此课件共42页哦酯酯 以相应的以相应的酸酸和和醇醇来命名,来命名,酸在前酸在前,醇在后醇在后,再加,再加 一个一个“酯酯”字。字。CH3OOC-COOC2H5HOOC-COOCH2CH3CH2-OCOCH3CH2-OCOCH3乙酸乙酯乙酸乙酯苯甲酸乙酯苯甲酸乙酯乙酸苯酯乙酸苯酯二乙酸乙二醇酯二乙酸乙二醇酯草酸单乙酯草酸单乙酯草酸甲乙酯草酸甲乙酯 内酯命名时,用内酯二字代替内酯命名
5、时,用内酯二字代替内酯命名时,用内酯二字代替内酯命名时,用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。酸字并标明羟基的位置。酸字并标明羟基的位置。酸字并标明羟基的位置。2-甲基甲基-4-丁内酯丁内酯乙酸苯甲酯乙酸苯甲酯OOCH3=CH3COOC6H5CH3-C-OC2H5O=COOC2H5OCH3-COCH2C6H5=第6页,此课件共42页哦1.物理性质物理性质 羧酸衍生物羧酸衍生物的分子中都含有的分子中都含有 C=O 基,因此它们都是基,因此它们都是极性极性的化的化合物。合物。乙酸异戊酯乙酸异戊酯-香蕉香味香蕉香味正戊酸异戊酯正戊酸异戊酯 苹果香味苹果香味正丁酸正丁酯正丁酸正丁酯 菠萝香味菠萝香味 低
6、级酯低级酯具有令人愉快的具有令人愉快的香味香味,常作香料。许多花、果的香味是由,常作香料。许多花、果的香味是由于于羧酸酯羧酸酯而引起的。而引起的。C14 酸以下的甲酯和乙酯均为液体。酸以下的甲酯和乙酯均为液体。低级低级酰卤酰卤和和酸酐酸酐都是具有都是具有对粘膜有刺激性臭味对粘膜有刺激性臭味的的液体液体,高级的高级的为固体。为固体。酰胺除甲酰胺外,由于分子内形成氢键,均是固体;而当酰胺酰胺除甲酰胺外,由于分子内形成氢键,均是固体;而当酰胺的氮上有取代基时为液体。的氮上有取代基时为液体。第7页,此课件共42页哦沸点高低:沸点高低:酰胺酰胺 酸酐酸酐 羧酸羧酸 酯酯、酰卤、酰卤H-C-NH2O=H-
7、C-NHCH3 O=H-C-NCH3CH3O=b.p.():):195 182 153RCO=HNHHHCO=NR 酰卤酰卤和和酯酯由于不存在由于不存在氢键氢键,沸点比相应的,沸点比相应的酸酸低得多,而低得多,而酰胺酰胺却有却有较高的沸点较高的沸点(如果(如果胺基胺基上上氢被烃基氢被烃基取代后,由于取代后,由于缔合程度缔合程度减小减小而使而使沸点降低沸点降低)。羧酸衍生物可溶于有机溶剂;羧酸衍生物可溶于有机溶剂;酰氯和酸酐不溶于水,低级的遇水分解;酰氯和酸酐不溶于水,低级的遇水分解;酯在水中溶解度很小;酯在水中溶解度很小;低级酰胺可溶于水。低级酰胺可溶于水。第8页,此课件共42页哦2.光谱性质
8、光谱性质 羧酸衍生物的羰基吸收在羧酸衍生物的羰基吸收在1630 1850 cm-1之间。不同之间。不同衍生物衍生物 C=O 伸缩振动伸缩振动吸收频率不同。吸收频率不同。红外光谱:红外光谱:化合物化合物酰卤酰卤酸酐酸酐酯酯酰胺酰胺C=O 伸缩振动伸缩振动吸收频率(吸收频率(cm-1)其它主要吸收峰(其它主要吸收峰(cm-1)脂肪:脂肪:1800 1825芳香或不饱和:芳香或不饱和:175017851850180017801740双峰双峰 脂肪:脂肪:17351750芳香或不饱和:芳香或不饱和:171517301630 1690C-O 伸缩振动:伸缩振动:10451300C-O 伸缩振动:伸缩振动
9、:110013001600 1640 伯酰胺二伯酰胺二个特征峰个特征峰N-H伸缩振动:伸缩振动:33003500(弱弱)C-N伸缩振动:伸缩振动:1400N-H弯曲振动:弯曲振动:第9页,此课件共42页哦核磁共振:核磁共振:(酯、酸酐、酰卤(酯、酸酐、酰卤、酰胺)、酰胺)CH3-C-YO=CH3-C-O-CH2-RO=R-C-NH2O=2 3 ppm=3.7 4.1 ppm=5 8 ppm第10页,此课件共42页哦295017401410138012802950cm-1为为 C-H 伸缩振动伸缩振动1380cm-11410cm-1为为C-H 弯曲振动弯曲振动 1280cm-1为为 C-O伸缩振
10、动伸缩振动 1740cm-1为为 C=O伸缩振动伸缩振动第11页,此课件共42页哦7.45.12.07.45.12.0Ar-CH3 =2.35 Ar-H =7.4 R-C-OCH3 =44.5 O=R-C-CH3 =23 O=第12页,此课件共42页哦350032001680164016001485140077067030053005cm-1为为 伸缩振动伸缩振动670cm-1770cm-1为为 一取代弯曲振动一取代弯曲振动1485cm-11640cm-1为为 伸缩振动伸缩振动 1400cm-1为为 C-N弯曲振动弯曲振动 1680cm-1为为 C=O伸缩振动伸缩振动 3200cm-1 350
11、0cm-1为为 N-H伸缩振动伸缩振动 1600cm-1 1640cm-1为为 N-H弯曲振动弯曲振动第13页,此课件共42页哦 各类各类羧酸衍生物羧酸衍生物一般都可直接从相应的一般都可直接从相应的羧酸羧酸制得,有时也可制得,有时也可以从以从一种一种羧酸衍生物羧酸衍生物变成变成另一种另一种羧酸衍生物羧酸衍生物。酰卤酰卤中最重要的是中最重要的是酰氯酰氯,可由,可由羧酸羧酸与与三卤化磷三卤化磷、五卤化磷五卤化磷、亚硫酰氯亚硫酰氯等反应制得。等反应制得。1.酰卤的制备酰卤的制备3RCOOH +PBr3 3RCOBr +H3PO3亚磷酸亚磷酸RCOOH +PCl5 RCOCl +HCl+POCl3磷酰
12、氯磷酰氯RCOOH +SOCl2 RCOCl +HCl+SO2 亚硫酰氯亚硫酰氯三、羧酸衍生物的制备三、羧酸衍生物的制备第14页,此课件共42页哦 说说 明明(i)反应原料是羧酸,反应试剂是反应原料是羧酸,反应试剂是SOCl2、PCl3、PCl5。(ii)反应需在无水条件下进行。反应需在无水条件下进行。(iii)产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯,所以试剂、副产物产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯,所以试剂、副产物 与产物的沸点要有较大的差别。与产物的沸点要有较大的差别。实实 例例SOCl2(bp 77)(bp 197)C-OHO=C-Cl +HCl+SO2O=(bp 80)PCl3(bp 74.2)
13、(200分解分解)O=CH3CH2C-OH CH3CH2C-Cl +H3PO3O=PCl5(160升华升华)(bp 196)(bp 107)CH3(CH2)6C-OH CH3(CH2)6C-Cl +POCl3O=O=第15页,此课件共42页哦 制备单纯的酸制备单纯的酸酐酐-羧酸的脱水(甲酸除外)羧酸的脱水(甲酸除外)可以用可以用一元羧酸一元羧酸或或二元羧酸二元羧酸脱水制备。脱水制备。2.酸酐的制法酸酐的制法 制备制备混合酸酐(混合酸酐(酰卤和羧酸盐的反应酰卤和羧酸盐的反应)酰卤酰卤与无水与无水羧酸盐羧酸盐共热可制得共热可制得单酐单酐或或混酐混酐CH3COCl+CH3CH2COONa CH3CO
14、OCOCH2CH3+NaClR-C-Cl +R-COONa (RCO)2O +NaClO=常用脱水剂:常用脱水剂:P2O5、乙酸酐乙酸酐R-CR-COO=O=+H2OR-C-OHR-C-OHO=O=P2O5或或(CH3CO)2O第16页,此课件共42页哦 如果能生成如果能生成稳定稳定的的五、六元环酸酐五、六元环酸酐的的二元羧酸二元羧酸,则更,则更易易脱水脱水,只须,只须加热加热而不用而不用脱水剂脱水剂。CH2-CCH2-COO=O=CH2-C-OHCH2-C-OHO=O=+H2O300丁二酸酐丁二酸酐O-C-CO=O=-C-OH-C-OHO=O=+H2O200230 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐第
15、17页,此课件共42页哦4.酰胺的制备酰胺的制备酰胺酰胺可以由可以由羧酸羧酸、酯酯、酸酐酸酐、酰卤酰卤与与氨氨作用制备作用制备O=R-C-NH2 +H2OR-C-OH +NH3 R-C-ONH4O=O=+-O=R-C-NR2 +H2OR-C-OH +R2NH R-C-ONH2R2O=O=+-3.酯的制备酯的制备可以由可以由醇醇与与羧酸羧酸、酰卤酰卤、酸酐酸酐反应制得反应制得R-C-OH +HOR/R-C-OR/+H2OO=O=H+第18页,此课件共42页哦 由于由于羧酸衍生物羧酸衍生物都含有都含有酰基酰基(R-C-)的共同结构,)的共同结构,所以在所以在化学性质化学性质方面有很多相似之处,但由
16、于所连接的方面有很多相似之处,但由于所连接的负负性基团性基团的不同,而具有不同的的不同,而具有不同的性质性质,对于,对于同一种同一种反应,其反应,其活性活性也有差别。也有差别。=O四、羧酸衍生物的化学性质四、羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的结构和反应性能羧酸衍生物的结构和反应性能-H的活性的活性羰基的活性羰基的活性离去基团离去基团.第19页,此课件共42页哦-H的活性减小(的活性减小(-H的的 pka 值增大)值增大)羰基的活性减小(取决于综合电子效应)羰基的活性减小(取决于综合电子效应)W的离去能力减小(离去基团的稳定性减小)的离去能力减小(离去基团的稳定性减小)RCH2CX RCH2COC
17、R/RCH2CH RCH2CR/RCH2COR/RCH2CNH2O=O=O=O=O=O=O=第20页,此课件共42页哦 水解水解羧酸衍生物羧酸衍生物水解都生成相应的羧酸水解都生成相应的羧酸R-C-OH +HClO=(反应猛烈)(反应猛烈)R-C-OH +R/-OHO=(加热、加酸、(加热、加酸、碱催化剂)碱催化剂)R-C-OH +NH3O=(长时间加热回(长时间加热回流、且加酸、流、且加酸、碱碱催化剂)催化剂)反反应应速速度度递递增增水解活性:水解活性:酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺R-C-Cl -C-ClO=O=.R-C-OH +R/-C-OHO=(热水立即反应)(热水立即反应)O=R-
18、C-ClR-C-O-C-R/R-C-OR/R-C-NH2O=O=O=O=O=+H-OH1.羰基的亲核取代反应羰基的亲核取代反应第21页,此课件共42页哦 酯酯水解是水解是可逆过程可逆过程,但在,但在OH-条件下水解生成条件下水解生成盐盐,平衡平衡破坏,破坏,水解可进行到底。水解可进行到底。高级脂肪酸盐高级脂肪酸盐 叫叫肥皂肥皂R-C-OR/+H2O R-C-ONa +R/OHO=O=NaOH(皂化反应)(皂化反应)同位素同位素示踪实验证明,不管是示踪实验证明,不管是H+催化剂催化剂还是还是OH-催化剂催化剂,大多数大多数羧酸酯水解羧酸酯水解是是酰氧键断裂酰氧键断裂。CH3-C-O CH3 +H
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- 第十三 羧酸 及其 衍生物 课件
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